(57)【要約】【課題】所定の応答性を得ることが困難。【解決手段】電流検出抵抗７２は、抵抗体７１ａ、７１ｂより大きな抵抗値を有するとともに、電流検出信号供給パターン７４は、抵抗体７１ａ、７１ｂと略対向あるいは略並行に設け、抵抗体７１ａ、７１ｂと電流検出信号供給パターン７４との電流方向を同一とした電流検出回路であり、これにより、増幅器９に瞬間的な立ち上がり応答をさせることができる。従って応答性の優れた電流検出器を提供することができるものである。  これにより、接続パターン形状や部品配置による影響を小さくし、良好な応答特性を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に流れる電流を検出する電流検出回路において、パルス電流が入力される入力端子と、この入力端子に接続された電流分配部と、この電流分配部の一方の出力が接続された出力端子と、前記電流分配部の他方の出力が接続された増幅器と、この増幅器の出力が接続された電流レベル出力端子とを備え、前記電流分配部は、前記入力端子と前記一方の出力との間に設けられた抵抗体と、前記入力端子と前記他方の出力との間に設けられた電流検出抵抗と電流検出信号供給パターンとの直列接続体とを有し、電流検出抵抗は、前記抵抗体より大きな抵抗値を有するとともに、前記電流検出信号供給パターンは、前記抵抗体と略対向あるいは略並行に設け、前記抵抗体と前記電流検出信号供給パターンとの電流方向を同一とした電流検出器。
【請求項２】
抵抗体は、第１の抵抗体と、この第１の抵抗体と並列に設けられた第２の抵抗体とを有し、電流検出信号供給パターンは、前記抵抗体のいずれか一方と略対向あるいは略並行に設けた請求項１に記載の電流検出器。
【請求項３】
抵抗体は、電流検出信号供給パターンと電磁的に結合した第１の抵抗体と、この第１の抵抗体より前記電流検出信号供給パターンとの電磁的結合の小さな第２の抵抗体とを有し、前記電流検出信号供給パターンへ流れる電流の方向と、前記抵抗体へ流れる電流の方向を略同一とした請求項１に記載の電流検出器。
【請求項４】
マザー基板へ挿入され、はんだ付け接続される複数の挿入端子を介して前記マザー基板と電気的に接続されるとともに、前記マザー基板を介して被測定物に流れる電流を検出する集積回路において、パルス電流が入力される入力端子と、この入力端子が接続された電流分配部と、この電流分配部の一方の出力が接続された出力端子と、前記他方の出力端子が接続された増幅器と、この増幅器の出力が接続された電流レベル出力端子とを備え、前記電流分配部は、前記入力端子と前記一方の出力との間に設けられるとともに、微小な抵抗値を有した抵抗体と、前記入力端子と前記他方の出力との間に設けられた電流検出抵抗と電流検出信号供給パターンとの直列接続体とを有し、電流検出抵抗は、前記抵抗体より大きな抵抗値を有するとともに、前記電流検出信号供給パターンは、前記抵抗体と略対向あるいは略並行に設け、前記抵抗体と前記電流検出信号供給パターンとの電流方向を同一とし、少なくとも前記入力端子、前記出力端子、前記増幅器、前記電流レベル出力端子、前記電流検出信号供給パターンと、前記抵抗体ならびに前記電流検出抵抗とは一枚の基板上に集積化されるとともに、前記検出出力端子と、前記入力端子ならびに、前記出力端子とが全て前記挿入端子で形成された集積回路部品。
【請求項５】
被制御物に流れる電流を検出し、この検出された電流に応じて前記被制御部が制御される電子機器において、被制御物へ供給するパルス電流を発生する駆動回路と、この前記駆動回路の信号が供給される入力端子と、この入力端子に接続された電流分配部と、この電流分配部の一方の出力が接続された出力端子と、この出力端子から出力される前記駆動回路の信号が供給される被制御部と、前記電流分配部の他方の出力が接続された増幅器と、この増幅器の出力と前記駆動回路との間に挿入されるとともに、前記増幅器からの出力で前記駆動回路の信号のパルス幅を制御する制御回路とを備え、前記電流分配部は、前記入力端子と前記一方の出力との間に設けられるとともに、微小な抵抗値を有した抵抗体と、前記入力端子と前記他方の出力との間に設けられた電流検出抵抗と電流検出信号供給パターンとの直列接続体とを有し、電流検出抵抗は、前記抵抗体より大きな抵抗値を有するとともに、前記電流検出信号供給パターンは、前記抵抗体と略対向あるいは略並行に設け、前記抵抗体と前記電流検出信号供給パターンとの電流方向を同一とした電気機器。
【請求項６】
小抵抗体は、印刷抵抗であることを特徴とした請求項１に記載の電流検出回路。
【請求項７】
微小抵抗体は、第１の抵抗体と、この第１の抵抗体よりも大きな抵抗値の第２の抵抗体とから構成され、前記増幅器と前記第１の抵抗体との距離は、前記増幅器と前記第２の抵抗体との距離より大きくした請求項１に記載の電流検出回路。
【請求項８】
挿入端子の一方端は、基板から突出して設けるとともに、前記挿入端子の突出側の側面とは反対側の基板側面と前記挿入端子の他方端との間の距離は、前記挿入端子が前記基板から突出した寸法より大きくした請求項３に記載の集積回路部品。
【請求項９】
挿入端子は、基板側へ突出する複数の突出部を設けるとともに、前記入力端子には前記突出部に係合する係合部を設けた請求項３に記載の集積回路部品。
【請求項１０】
挿入端子の外周部には、前記挿入端子と、前記入力端子あるいは出力端子との間の位置決めする位置決め溝を複数個設けた請求項３に記載の集積回路部品。
【請求項１１】
基板と、この基板上に搭載された電子部品とは、絶縁性の樹脂で覆うとともに、挿入端子には前記基板端部から突出して固定した突出部を設け、この突出部の前記基板端部近傍には、前記樹脂の這い上がりを阻止する樹脂流動阻止部を設けた請求項３に記載の集積回路部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ等を含む電気機器等に用いられる電流検出器とこれを用いた集積回路部品ならびにこれらを用いた電気機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の電流検出回路について図面を用いて説明をする。
【０００３】
図９は、従来の電流検出器の構成を示す上面図であり、図１０は、その要部側面図である。
【０００４】
図９、図１０において、１は、機器を制御するためのパルス電流が入力される入力端子であり、２は、この入力端子１に接続された電流線であり、この電流線２の出力が、出力端子３に接続されている。この電流線２は、磁気コア４にコイル状に巻回した構成で取り付けていた。
【０００５】
磁気コア４は、Ｃの字型の形状を有し、Ｃの字型の開放端４ａ、４ｂに挟まれた基板５に、貫通孔６を設け、この貫通孔６に磁電変換素子７を取り付けていた。
【０００６】
８は、磁電変換素子７の出力と増幅器９との間を接続する電流検出信号供給パターンであり、この電流検出信号供給パターン８は、磁気コア４とほぼ平行に沿って設けていた。
【０００７】
このように接続された増幅器９の出力を電流レベル出力端子１０に供給していた。
【０００８】
次に、このようにして構成された電流検出器の動作について図面を用いて説明する。
【０００９】
図８は、従来の電流検出器における各部信号波形図である。図８（ａ）は、入力端子１における入力電流の波形図であり、図８（ｂ）は、増幅器９の入力端子における波形図であり、図８（ｃ）は、電流レベル出力端子１０の出力信号を示す波形図である。
【００１０】
図８（ａ）において、２１は、入力端子に供給される階段状のパルス電流の波形を示すものである。図８（ｂ）において２２は、増幅器９の入力端子の電圧波形を示したものであり、磁電変換素子７の出力電圧に対し、磁気コア４の開放端４ａ、４ｂ間に発生する磁界によって電流検出信号供給パターンに誘起される電圧が重畳されたものである。
【００１１】
入力端子１に供給される入力電流の変化に応じて、前記入力電流により発生する磁界が変化し、磁電変換素子７でこの磁界を電圧値に変換して入力電流を読み取ることで検出信号が得られるものである。
【００１２】
さらに、この電流検出信号供給パターン８が、磁気コア４に対し、ほぼ平行に設けてあるので、磁気コア４の開放端４ａ、４ｂ間から漏出した磁束による電磁結合で、突起２３、２４が発生するものである。
【００１３】
しかしながら、この突起２３、２４の誘起は、あくまで磁気コア４の開放端４ａ、４ｂ間から漏出した磁束から発生するものであって、この突起２３、２４の電圧レベル差２５は、非常に小さいものである。
【００１４】
従って、図８（ｂ）に示すような信号が、増幅器９に供給された場合において、図８（ｃ）に示すような波形が得られることができるものであった。
【００１５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００１−２８１２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、このような従来の電流検出器では、磁気コア４から漏出した磁束によって突起２３、２４を発生させているので、この突起２３、２４の電圧レベル差２５は、微小なものであるため、この増幅器９の応答性を十分に得ることができなかった。
【００１７】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、増幅器９の応答性を良くし、良好な応答特性を得ることができる電流検出器を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的を達成するために本発明は、抵抗体と、電流検出信号供給パターンと電流検出抵抗との直列体との電磁的な結合により起電力を発生させ、この信号を増幅器に入力するものである。これによって増幅器の応答性を良くし、良好な応答特性を得ることができるものである。
【発明の効果】
【００１９】
電流分配部は、パルス電流が入力される入力端子と電流分配部の一方の出力との間に設けられた抵抗体と、前記入力端子と前記他方の出力との間に設けられた電流検出抵抗と電流検出信号供給パターンとの直列接続体とを有し、電流検出抵抗は、前記抵抗体より大きな抵抗値を有するとともに、前記電流検出信号供給パターンは、前記抵抗体と略対向あるいは略並行に設け、前記抵抗体と前記電流検出信号供給パターンとの電流方向を同一とした電流検出回路であり、これにより、抵抗体に流れる電流によって生ずる磁束による電磁結合で、電流検出信号供給パターンに瞬間的に大きな電圧を発生することができるので、増幅器に瞬間的に立ち上がり応答をさせることができる。従って応答性の優れた電流検出器を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
モータ制御を要する電化製品において、省エネルギーが重要視されるなかで、モータ駆動の効率を高める目的で、応答性の優れた電流検出器が強く求められるものであった。
【００２１】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を用いて説明する。尚、本発明の各実施形態において、従来の構成を示す図８、９、１０と同一構成部品は、同一符号を付してその説明を簡略化する。
【００２２】
図７は、本発明の実施の形態１における電流検出器をエアコン室外機のモータ駆動部に用いた例のブロック図である。図７において５０は電源であり、５１は、この電源５０から供給された電圧により、エアコンのモータ５２を駆動するための駆動回路である。５３は、この駆動回路５１と電源５０との間に挿入された電流検出器であり、モータ５２の駆動電流を検出するものである。この電流検出器５３の入力端子５４から入力されたモータ駆動電流が、出力端子５５から電源５０へ帰る構成としている。なおここで、５６は、入力端子５４から供給されたモータ駆動電流のレベルに応じた信号電圧を出力する電流レベル出力端子である。
【００２３】
５７は、駆動回路５１と電流レベル出力端子５６との間に挿入された制御回路であり、この制御回路５７は、電流レベル出力端子５６から出力された信号電圧に応じて、駆動回路５１の駆動電流を制御することでモータ５２の回転数を制御しているものである。
【００２４】
次に、この電流検出器５３に入力される入力信号動作状態について図面を用いて説明する。図４は、電流検出器５３の入力端子５４に入力される入力信号の動作状態を示す階段状の波形図である。
【００２５】
図４（ａ）において、電流検出器５３に入力される電流は、階段状の波形２１となっており、この幅２６に応じてモータ５２の回転数が決められるものである。従って、電流検出器５３は、このパルス信号波形２１の幅２６に応じた信号電圧を電流レベル出力端子５６から出力するものである。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態１におけるエアコン室外機に用いられる電流検出器の構成について、添付図面を用いて詳細に説明をする。尚、本発明の実施の形態において、図７と同一構成部品は同一符号を用い、その説明を簡略化する。図１は、本実施の形態１における電流検出器５３の上面図であり、図２は、同裏面図である。
【００２７】
図１、図２において、５４は、基板５上に設けられた銅箔上に幅が約３ミリの金属板をはんだ付けして構成された入力端子であり、セット側のマザーボード（図示せず）に挿入する挿入端子でもある。
【００２８】
出力端子５５も、入力端子５４と同様に挿入端子で構成されている。この出力端子５５と入力端子５４との間に、抵抗体７１ａが装着され、この抵抗体７１ａとほぼ平行に抵抗体７１ｂを並列に設けている。
【００２９】
これらの抵抗体７１ａ、７１ｂは、入力端子５４から入力されたモータ駆動電流を損失することなく出力端子５５を介してモータ５２へ供給するために、できるだけ小さな抵抗値にしている。尚、この実施の形態においては、抵抗体７１ａは１２ｍΩ、抵抗体７１ｂは１８ｍΩとしている。
【００３０】
そして、入力端子５４と増幅器９の入力との間には、電流検出抵抗７２が装着される。ここで、本願のような電流検出器５３（いわゆるセンサ）は、入力端子５４から入力されたモータ駆動電流を小さな損失で出力端子５５に出力することが必要である。従って、増幅器９側へ流れ込む電流を極力少なくすることが必要である。そこで、入力端子５４と増幅器９の入力との間に電流検出抵抗７２を装着する。なおこの場合、電流検出抵抗７２の値は、抵抗体７１ａ、７１ｂの合成抵抗に比べて大きくすることが必要となる。これによって、入力端子５４から入力されたモータ駆動電流を小さな損失で出力端子５５に出力することができる。なお、本実施の形態における電流検出抵抗７２の抵抗値は、１５０Ωとしている。
【００３１】
入力端子５４から供給された電流は主に、抵抗体７１ａ、７１ｂを介して、出力端子５５へ導かれる。このときにモータ５２を駆動する電流により抵抗体７１ａ、７１ｂの両端に電圧差が発生する。しかしながら抵抗体７１ａ、７１ｂの抵抗値は小さいので、この電圧差は微少であるので、増幅器９で増幅する訳である。
【００３２】
尚、抵抗体７１ａ、７１ｂや電流検出抵抗７２は、印刷抵抗を用いている。これにより、これらの抵抗体７１ａ、７１ｂや電流検出抵抗７２をトリミングすることによって、これらの値を容易に調整することができる。また、入力端子５４から供給される信号が大きい場合でも、印刷抵抗を用いていることから発熱面積が大きくできるので、単位面積当りの発熱が小さくなり、発熱も抑えることができるものである。
【００３３】
７４は、電流検出抵抗７２と入力端子５４との間を接続する電流検出信号供給パターンであり、この電流検出信号供給パターン７４は、抵抗体７１ｂと対向する位置に設けられている。つまり、電流検出信号供給パターン７４は、抵抗体７１ｂが形成された基板５の裏面側へスルーホール７５を介して導出し、抵抗体７１ｂと対向するように構成されている。
【００３４】
以上のように構成された電流検出器５３の動作について、以下、詳細に説明をする。
【００３５】
図４は、本実施の形態１における波形図である。図４（ａ）は入力電流により抵抗体７１ｂの両端に発生する電圧の波形図であり、図４（ｂ）は、増幅器９の入力端子の電圧状態を示す波形図である。
【００３６】
次に、電流検出信号供給パターン７４で発生する電圧、すなわち抵抗体７１ｂと電流検出信号供給パターン７４とが対向した部分における動作について図面を用いて説明をする。図５は、本発明の実施の形態における電流検出回路の断面図である。
【００３７】
図５において、入力端子５４から出力端子５５に向けて、抵抗体７１ａ、７１ｂを介して約２０Ａのモータ駆動電流２１が流れている。このモータ駆動電流２１によって磁界８１が発生し、この磁界８１は、モータ駆動電流２１の大きさに応じて変化するものである。
【００３８】
電流検出信号供給パターン７４は、抵抗体７１ｂと対向して設けられているので、この電流検出信号供給パターン７４では磁界８１の変化を打ち消すように磁界８２が過渡的に発生する。これにより、磁界８２の発生で生じる起電力により電流検出信号供給パターン７４に電流が流れることとなる。そして、電流検出信号供給パターン７４と、抵抗体７１ｂとに流れる電流の方向を一致させることによって、図４（ｂ）に示すように突起９２を発生させるものである。
【００３９】
図６は、本実施の形態における増幅器９へ入力される電圧波形である。図６（ａ）において、９１は、増幅器９へ入力される電圧に発生する突起であり、抵抗体７１ｂと電流検出信号供給パターン７４とを対向させることで発生する磁界８１、８２により生じるものである。本実施の形態においては、電流検出信号供給パターン７４と抵抗体７１ｂとを基板５を介して両面に形成しているので、電磁結合を非常に大きくすることができる。従って、突起９１を、大きくすることができる。尚、本実施の形態については、約５ｍＶの突起９１を得ることができる。これにより、増幅器９の入力信号における突起９１を大きくできるので、増幅器９の立ち上がりの応答性を良くすることができる。
【００４０】
図６（ｂ）は、本実施の形態における電流検出信号供給パターン７４での信号波形における他の例を示すものであり、突起９２の方が突起９１よりもレベルが小さくなっている。これは、抵抗体７１ｂに流す電流値を小さくすることで可能となる。すなわち抵抗体７１ｂの抵抗値を大きくしてやることで、抵抗体７１ｂに流れる電流値を小さくすることができる。この電流値を小さくすることによって、磁界８２の磁力も小さくなり、突起９１を小さくすることができるものである。
【００４１】
つまり、抵抗体７１ｂと電流検出信号供給パターン７４との間の電磁結合度と、抵抗体７１ａと電流検出信号供給パターン７４との間での電磁結合度とを異なったものとなるようにするものである。これにより、それら抵抗体７１ａ、７１ｂの抵抗値を変化させれば、電磁結合による起電力が変化し、突起９１の値を適宜変化させることができる。
【００４２】
これにより、抵抗体７１ａと抵抗体７１ｂの合成抵抗を変えずに、抵抗体７１ａと抵抗体７１ｂの比率のみを変化させることで、電流検出信号供給パターン７４に発生する突起９１のレベルを変化させることができるものである。つまり、抵抗体７１ａ、７１ｂの値を適宜変更すれば、突起９１の値を変化させることができ、これにより、入力端子５４に供給される信号のレベルによらず、この抵抗体７１ａ、７１ｂの分配比率を変更することで、レベルの値を最適にすることができるものである。
【００４３】
以上のように、本実施の形態における電流検出器５３は、基板５上に抵抗体７１、電流検出抵抗７２および、増幅器９、入力端子５４、出力端子５５、電流レベル出力端子５６等を搭載した集積回路として構成している。
【００４４】
また、電流検出器５３は、入力端子５４、出力端子５５、電流レベル出力端子５６にマザーボード（図示せず）に挿入され、その後半田付けされ、モータ５２、制御回路５７へと信号を供給していくものである。
【００４５】
尚、本実施の形態において、電流検出器５３は、樹脂で覆っている。この樹脂は、他の部品との絶縁を保つために、用いられているものであり、これらの端子や増幅器９を構成した後に、基板５側を樹脂と溶液と混合した液体中に浸漬することで形成している。
【００４６】
しかしながら樹脂膜は、這いあがる作用があるため、図３で示すように、基板５の外形から突出した挿入端子８３（突出部の一例として用いた）を設けており、この突出部分の側面に凹部７６ａ、表面と裏面側に溝７６ｂ（樹脂流動阻止部の一例として用いた）を設けている。この凹部７６ａと溝７６ｂは、浸漬時の樹脂の這い上がりを阻止するものである。
【００４７】
さらに、抵抗体７１ａを抵抗体７１ｂよりも小さな値とするとともに、増幅器９及び、その配線パターンから遠避けて配置している。これにより増幅器９及び、その配線パターンに流れる信号は、抵抗体７１ａに発生する磁界８１による影響を受け難くなる。従って、電流検出信号供給パターン７４や増幅器９に対する妨害発生源となりにくくなるものである。
【００４８】
さらに入力端子５４の基板５からの突出部５４ｂの寸法は、図１に示すように入力端子５４の一端５４ａと基板５の一端５ａとの間隔７７よりも小さくなるように構成されている。
【００４９】
これにより、この基板５を複数個連結して、親基板として生産する場合、入力端子５４、出力端子５５を分割前の状態で装着することができるものである。すなわち、連結状態で隣接した基板５同士での入力端子５４及び出力端子５５の干渉をなくすことができるものである。従って、入力端子５４及び出力端子５５をリフローなどによって、効率よく装着することができる。更に、この電流検出器５３の検査工程において、分割前の状態で検査することができるので、生産性を向上させることができるものである。
【００５０】
本実施の形態における電流検出器５３は、エアコンに用いられるものであるので、流れる電流が非常に大きいものである。従って発熱は非常に大きくなる。しかしながら、入力端子５４及び出力端子５５が放熱板の働きも兼ねることとなり、検査時において使用状態と近づけることができるものである。
【００５１】
入力端子５４、出力端子５５には、図３に示すように基板５の方向に向けて突出した２個の突出部７８を設けており、一方この基板５側には、この突出部７８と相対する位置に穴７９を設けることで、これらの突出部７８と穴７９とを合わせる事で、位置精度よく基板５に入力端子５４及び出力端子５５を取り付けることができるものである。
【００５２】
更に、入力端子５４及び出力端子５５の側面には、凹部８０が両側面側に設けられており、この凹部８０は、半円状のくぼみで形成され、ほぼ０．５ｍｍへこませている。
【００５３】
この凹部８０を設けることによって、入力端子５４及び出力端子５５を基板５上に実装する際の左右、上下の位置ずれをなくすことができるものである。
【００５４】
すなわち、端子幅とほぼ同一の寸法矩形パターン上に、入力端子５４、出力端子５５を実装し、リフローした際、この凹部８０の部分に半田が均等に収縮されることから位置ずれなく実装できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明にかかる電流検出器は、良好な応答特性を得ることができるという効果を有し、特にモータ駆動の効率を高める目的等に対して利用すると有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１における電流検出器の上面図
【図２】同、裏面図
【図３】同、要部上面図
【図４】（ａ）同、動作状態を示す第１の波形図、（ｂ）同、動作状態を示す第２の波形図
【図５】同、断面図
【図６】（ａ）同、動作状態を示す第１の波形図、（ｂ）同、動作状態を示す第２の波形図
【図７】本発明の実施の形態１を示すブロック図
【図８】（ａ）従来の動作を示す第１の波形図、（ｂ）同、第２の波形図、（ｃ）同、第３の波形図
【図９】従来の電流検出器の上面図
【図１０】同、要部側面図
【符号の説明】
【００５７】
５３  電流検出器
５４  入力端子
５５  出力端子
５６  電流レベル出力端子
５７  制御回路
７１ａ  抵抗体
７１ｂ  抵抗体
７２  電流検出抵抗
７４  電流検出信号供給パターン
７５  スルーホール
７６ａ  凹部
７６ｂ  溝
７７  間隔
７８  突出部
７９  穴
８０  凹部
８１  磁界
８２  磁界
８３  挿入端子
９１  突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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